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Come si costruisce uno smartphone? Per capirlo abbiamo fatto visita ad un produttore

La maggior parte degli smartphone ha un processo di sviluppo e design molto simile che come sappiamo dura più o meno un anno. Dalla messa in vendita alla presentazione della nuova generazione si avvia una corsa sfrenata per migliorare le prestazioni e il design della generazione precedente. Per osservare questo processo più da vicino ci siamo intrufolati in una delle poche aziende che realizzano ancora gli smartphone in Europa, la BQ a Madrid.

Il processo di sviluppo di uno smartphone

L'industria degli smartphone si è consolidata in un ciclo annuale. Ogni anno tutte le marche, grandi o piccole, presentano le loro innovazioni o scommesse per conquistare il favore e il portafoglio degli utenti. Togliendo le presentazioni ed i preparativi commerciali, rimangono circa 9 mesi per sviluppare una nuova serie di telefoni per l'anno successivo.

C'è da controllare molto bene le scadenze e tenere un'equipe preparata di sviluppatori per portare sul mercato un prodotto competitivo in qualità e prestazioni. Vediamo questo processo in dettaglio.

Prototipo: tutto inizia con il design

Nei primi tre mesi circa di questo processo si tiene la parte principale di questo lungo cammino. Il team di designer deve trovare l'ispirazione, mischiarla con l-identità della linea di design e plasmare il tutto in un nuovo telefono.

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Un po' di ispirazione e mischiare i materiali adeguati. / © AndroidPIT

Di solito si dice "la mela non cade molto lontano dall'albero". Mi riferisco al fatto che se guardiamo ai dispositivi spagnoli degli ultimi tre anni (Aquaris E, Aquaris M e Aquaris X) il design ha mantenuto tutta la sua personalità ma i dettagli sono cambiati profondamente. Cosa che possiamo notare anche nelle grandi marche come Sony. Dallo Z1 all'XZ Premium si sono conservate le linee ma i dettagli fanno la grande differenza.

A me, questo sembra tanto una grande sfida per i designer che con le stesse linee sono capaci di creare una sensazione completamente diversa. Il segreto credo sia nel saper combinare elegantemente le curve con bordi, materiali, colori e finiture. Con i disegni finali si preparano alcuni fac-simile di plastica che però hanno lo stesso peso del device finale.

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Tutto va al suo posto. / © AndroidPIT

Una volta realizzata una bozza del design, diciamo esterno, è il turno degli ingegneri che mettono al loro posto tutti i componenti interni e li adattano al dispositivo. È a questo punto che vengono selezionati componenti importanti quali il processore o i moduli della fotocamera. Grazie ad un computer si può avere un'immagine virtuale dell'intero apparecchio incluso l'interno.

I produttori dei diversi componenti, come batteria, processore o fotocamera, dispongono di pezzi virtuali in modo da poter creare direttamente il dispositivo attraverso lo schermo del computer. Inoltre ci sono a disposizione anche alcuni componenti campione per provare la qualità e avere un'idea di come può riuscire lo smartphone in termini di qualità/prezzo.

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La prova dei microfoni per il nuovo smartphone. / © AndroidPIT

Un altro dei punti chiave in questo processo produttivo è il design della PCB, la scheda madre dove viene incorporato il processore, le memorie. In altre parole, dove il telefono realizza tutta la sua magia. La scheda madre di uno smartphone occupa un posto estremamente ridotto tale da poter apporre tra gli 8 e i 10 circuiti elettronici che connettono tutte le sue parti tipo l'antenna, lo schermo, i tasti, la fotocamera, ecc.

Anche se abbiamo descritto questo processo in maniera lineare per semplificarne la comprensione, in realtà è molto complesso. Il lavoro tra i diversi team è come una partita di tennis, in cui ci si passa il disegno gli uni con gli altri e si cambiano pezzi da una parte all'altra. Alla fine questa catena di cambi fa sì che la linea di design (che noi abbiamo descritto come dritta) si curvi su se stessa, fino ad assomigliare ad una spirale, nella quale ogni quarto di curva rappresenta il passaggio da un team di sviluppo diverso fino all'arrivo al prototipo finale.

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Alcune schede madre di prova. / © AndroidPIT

Il momento della verità: i primi 80 pezzi

Anche il secondo stadio di questo processo dura circa tre mesi ed è allora che iniziano i test  seri. Più gruppi allo sviluppo si uniscono, come quello software/firmware e quello del controllo qualità. Dalla fabbrica si prendono i primi dispositivi, che di solito sono circa una ottantina, per iniziare a testarne resistenza, connettività, resa e, naturalmente, per iniziare a preparare il software che sarà installato nei dispositivi.

Nella sezione design si prova che il device sia abbastanza resistente da poter sopravvivere alla nostra vita frenetica, in accordo anche con la normativa dell'Unione Europea sulla qualità. Qui il processo è automatizzato, per avere dei risultati misurabili. Diversi campioni di questa prima uscita vengono sottoposti a molte prove di resistenza fisica tipo cadute, pressioni, vibrazioni, infiltrazioni di polvere, di acqua, sbalzi termici fino alla pressione da fondoschiena, quando cioè ci sediamo con il telefonino nella tasca posteriore dei pantaloni. C'è una macchina per tutto.

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Diversi test di resistenza vengono fatti sui nuovi dispositivi. / © AndroidPIT

Si provano anche tutti i 'supplizi' a cui sottoponiamo i nostri smartphone ogni giorno, come premere i tasti mille volte, collegarlo e scollegarlo in continuazione al caricabatteria, e, non neghiamolo, toccare lo schermo un milione di volte. Si prova la qualità di tutti i componenti, come lo schermo, in cui si osserva il tono di colore.

C'è un'altra categoria di test delle caratteristiche che non vediamo ma che influiscono sull'esperienza utente. Prima di tutto ci sono le prove termiche. Dopo aver fatto un accurato controllo delle saldature si passa ad osservare come lo smartphone si riscaldi. Il SoC, che contiene il processore, è la parte più calda e si osserva come il calore viene dissipato nel tempo nel resto del dispositivo. Non è la stessa cosa se, a pieno regime, il telefono arriva a 40° in 1 minuto o se ci arriva in 20 secondi. In così poco tempo la mano non si abitua al cambio di temperatura.

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Provando diverse posizioni delle antenne. / © AndroidPIT

La batteria nella BQ ha un suo team di prova specifico. Questa è una delle parti più importanti per gli utenti e quindi vale la pena dedicarsi ad essa con cura. Si prova anche la posizione e la ricezione delle antenne, in modo che tutte le connessioni (WIFI, Bluetooth, LTE, 3G, GPRS, ecc) funzionino per bene.

Anche per il suono c'è un team specializzato. Questo gruppo di ingegneri oltre a provare prima i componenti che si monteranno nel prototipo, è incaricato anche di testare il risultato finale nel dispositivo e di modificare il software affinché il suono si equalizzi nel miglior modo possibile in ogni situazione. Per tutte queste prove la BQ ha una stanza insonorizzata nella quale non si riesce a stare più di due minuti.

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Provando le qualità del microfono nella "stanzetta del silenzio". / © AndroidPIT

Poi tocca alla fotocamera. Il processo si occupa anche di testare l'hardware, ma la parte principale è lo sviluppo del software che controlla il risultato dei nostri scatti. In un laboratorio fotografico si prova la fotocamera in modo da aggiustarne i codici fino ad ottenere il risultato che si cerca. Le limitazioni sono tante visto che i sensori delle fotocamere sono molto piccoli, la capacità di gestione non è molta ed i risultati devono essere immediati. Il resto per gli ingegneri è assicurato.

Una volta che tutte le prove sono state effettuate, si sono decisi i cambi da fare nell'hardware e il software è quasi pronto, è il momento di prendere i primi 140 pezzi della versione finale del dispositivo.

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Laboratorio di fotografia per migliorare i codici che producono le vostre foto. / © AndroidPIT

Le prove finali e la produzione di massa dello smartphone

Dopo la prima fase di sviluppo del dispositivo e le prove con i primi prototipi, la terza fase inizia con ulteriori prove per questi 140 dispositivi che sono quasi quelli che arriveranno sul mercato. Ci troviamo nel sesto mese di tutto il processo produttivo, si ripetono tutte le prove effettuate sui prototipi e si continua a migliorare il software. Le modifiche all'hardware in questa fase vengono scartate, a meno che non si tratti di difetti.

Una volta che si è provato che tutto l'hardware funziona in maniera adeguata e non c'è nessun problema, è il momento di fare la prova con la produzione di massa. Nel corso del settimo mese si passa alla quarta fase, in cui si chiede una tiratura di 2000 pezzi. Anche questi verranno sottoposti a tutti i test e le prove sostenuti dai prototipi in modo da confermare la qualità del prodotto anche per i pezzi della produzione di massa.

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Dopo mille prove si arriva infine al dispositivo finale. / © AndroidPIT

Quando tutte le prove sono terminate, lo smartphone è pronto per entrare in produzione di massa. Questa fase inizia circa un mese prima dell'arrivo sul mercato. Fino a questa data il team di sviluppatori ultima tutte le funzioni e i dettagli del software.

Finiti questi nove mesi frenetici lo smartphone arriva infine nelle mani degli utenti, però il produttore non smette di preoccuparsi di lui. Per la sezione hardware il servizio tecnico continuerà a raccogliere testimonianze per riparazioni o sostituzioni. E nella sezione software il team di sviluppatori continuerà a lavorare per aggiornare il dispositivo, per migliorarlo e renderlo più sicuro e in più si prepara, come minimo, un aggiornamento per una versione superiore di Android.

E' così che immaginavate la produzione di uno smartphone?
 

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